Eindampfung korrosiver Medien – Anlagen aus Sonderwerkstoffen
Schulz+Partner Verfahrenstechnik in Teningen plant und baut Verdampfer, Kristallisatoren, Kolonnen und Wärmetauscher für Medien, bei denen Edelstahl versagt: Salzsäure, Schwefel- und Phosphorsäure, HNO₃/HF-Mischsäuren, chloridhaltige Beizen und Metallsalzlösungen. Wir wählen den Werkstoff je Bauteil – von Graphit und Siliziumkarbid über Tantal, Zirkonium und Titan bis zu Hastelloy, PFA-Auskleidungen und GFK mit Kunststoff-Liner. So bleibt die Anlage beständig und trotzdem wirtschaftlich.
Warum Edelstahl oft nicht reicht
Standard-Edelstähle wie 1.4404 (316L) sind für viele wässrige Medien ausreichend. Bei Chloriden, reduzierenden Säuren, Fluoriden oder hohen Temperaturen drohen jedoch Lochfraß, Spannungsrisskorrosion oder flächiger Abtrag. Oft entscheiden nicht die Hauptkomponenten, sondern Spuren: Schon geringe Gehalte an Kupfer- oder Eisenionen, Fluorid oder Oxidationsmitteln können einen sonst geeigneten Werkstoff unbrauchbar machen. Deshalb prüfen wir die vollständige Zusammensetzung des Mediums, auch im aufkonzentrierten Zustand am Ende der Eindampfung.
Werkstoffe im Überblick
| Werkstoff | Typische Medien | Typische Bauteile |
|---|---|---|
| Graphit (imprägniert) | Salzsäure, verdünnte bis mittlere Schwefelsäure, Phosphorsäure | Wärmetauscher, Erhitzer, Kondensatoren |
| Siliziumkarbid (SiC) | stark korrosive Säuren, auch HNO₃/HF-Mischsäure | Rohrbündel-Wärmetauscher |
| Tantal | heiße Salz- und Schwefelsäure, Salpetersäure (nicht für Flusssäure) | Erhitzer, Heizflächen |
| Zirkonium | Salzsäure, Salpetersäure, Laugen | Kondensatoren, Wärmetauscher |
| Titan | oxidierende und chloridhaltige Medien, z. B. Chromsäure | Wärmetauscher, Apparate |
| Nickelbasislegierungen (Hastelloy C-276, C-2000 u. a.) | chloridhaltige Säuren, gemischt oxidierend/reduzierend | Apparate, Plattenwärmetauscher, Messtechnik |
| PFA-Auskleidung | nahezu alle Säuren und Laugen, auch unter Vakuum | Apparate, Rohrleitungen, Armaturen |
| GFK mit Liner aus PVDF, PFA oder FEP (Dual-Laminat) | Säuren und Salzlösungen, große Behälter und Kolonnen | Apparate, Behälter, Abscheider |
| Gummierung, PP, PVDF, E-CTFE | Säuren und Salzlösungen bei moderater Temperatur | Behälter, Rohrleitungen, Peripherie |
So wählen wir den Werkstoff
- Medium vollständig erfassen: Hauptkomponenten, Spurenstoffe, pH, Temperatur – im Zulauf und im Konzentrat.
- Bauteil für Bauteil entscheiden: Erhitzer, Abscheider, Kondensator und Rohrleitungen sehen unterschiedliche Bedingungen. Teure Werkstoffe setzen wir nur dort ein, wo sie nötig sind.
- Erfahrung und Herstellerdaten abgleichen: eigene Beständigkeitsdaten aus über 30 Jahren Projekten plus Empfehlungen der Werkstoff- und Apparatehersteller.
- Versuche mit Originalmedium: In unserem Versuchszentrum prüfen wir das Verhalten Ihres Mediums, bevor Sie investieren.
- Fertigung mit Spezialisten: Wir planen und spezifizieren die Apparate, gefertigt werden sie von spezialisierten Herstellern für den jeweiligen Werkstoff. Wir begleiten Fertigung, Prüfung und Inbetriebnahme.
Praxisbeispiele
Salzsäurehaltige Lösung aus der Edelmetallindustrie: Wärmepumpen-Vakuumverdampfer mit Erhitzer aus Tantal und Kondensator aus Zirkonium. Die Lösung wird auf etwa ein Fünfzehntel ihres Volumens eingedampft – bei rund 0,2 kWh Strom je Liter Destillat.
Schwefelsäure aufkonzentrieren von 41 auf 85 %: Vakuumverdampfung mit Apparaten in PFA-Auskleidung.
Mischsäure aus der Zirkonbeize: Rückgewinnung von über 98 % der Salpetersäure und über 45 % der Flusssäure mit Wärmetauschern aus Siliziumkarbid.
Schwefelsaure Metallsalzlösung mit Kupfer: Die gelösten Kupferionen schließen eine sonst übliche Nickel-Molybdän-Legierung aus. Gewählt wurde Hastelloy C-276.
Phosphorsäure bis 85 %: Zwangsumlauf-Vakuumverdampfer mit Plattenwärmetauscher aus Alloy C-2000 und Kunststoffen in der Peripherie.
Häufige Fragen
Wann reicht Edelstahl 1.4404 nicht mehr aus?
Bei Salzsäure, chloridhaltigen Lösungen bei erhöhter Temperatur, Flusssäure oder reduzierenden Säuren. Entscheidend ist die Konzentration am Ende der Eindampfung, nicht im Zulauf.
Warum nicht gleich alles aus Kunststoff oder Tantal?
Weil es selten nötig ist. Kunststoffauskleidungen haben Temperaturgrenzen und leiten Wärme schlecht; Tantal ist teuer. Wir kombinieren Werkstoffe je Bauteil.
Warum PFA statt PTFE bei Vakuumapparaten?
Für Vakuumapparate setzen wir auf PFA-Auskleidungen oder GFK-Apparate mit Liner aus PVDF, PFA oder FEP. Sie eignen sich für den Vakuumbetrieb – anders als klassische PTFE-Auskleidungen, die sich unter Vakuum einziehen können; auch ein Stützvakuum von außen hilft dort nur begrenzt. So bleibt die Anlage auch bei aggressiven Säuren dauerhaft dicht.
Können Sie die Beständigkeit vorab prüfen?
Ja. Im Versuchszentrum testen wir Ihr Originalmedium. Daraus ergeben sich Werkstoffwahl, Konzentrationsgrenzen und Energiebedarf.
Welche Verfahren bieten Sie in Sonderwerkstoffen an?
Eindampfung (auch mit Wärmepumpe), Kristallisation, Rektifikation und Flüssig-flüssig-Extraktion – jeweils mit Planung, Lieferung und Inbetriebnahme.
Ihr Medium – unser Werkstoffvorschlag
Beschreiben Sie uns Ihr Medium – wir schlagen Verfahren und Werkstoffe vor. Anfrage/Kontakt · Downloads